SECTION B : LES COMPOSANTS ACTIFS

LES DIODES ET LEURS MONTAGES

Principe de fonctionnement

Les diodes sont des composants qui ne laissent passer le courant que dans un sens, indiqué par une flèche sur le schéma.

Structure :

• Formées de deux cristaux semi-conducteurs en Silicium (Si) ou en Germanium (Ge) accolés et dopés N ou P
• Le courant électrique circule dans le sens P → N
• Lorsque la diode est passante : anode reliée au +, cathode au -
• En sens inverse : résistance très importante (plusieurs centaines de kΩ)

Repérage :

• La cathode est repérée par la lettre K sur le schéma et par une bague de couleur sur le composant
• Le boîtier métallique des diodes de puissance est relié à la cathode

Courbes et caractéristiques

Tensions de seuil

Comportement

En sens direct :

• Dès que la tension dépasse le seuil, l’intensité augmente très vite

En sens inverse :

• Résistance interne très élevée
• Plus la tension inverse augmente, plus la barrière de potentiel s’élargit
• La capacité diminue : c’est l’effet Varicap
• Au-delà de la tension de claquage (ou tension Zener), la résistance devient nulle

Montages des diodes

a) Redressement

Les diodes de redressement sont associées à un condensateur électrochimique de forte valeur pour lisser la tension.

Redressement mono-alternance :

• Une seule diode
• Seule une alternance traverse la diode

Redressement double alternance :

• Pont de diodes (pont de Graëtz) : 4 diodes, transformateur classique
• Transformateur à point milieu : 2 diodes seulement

Le pont de diodes provoque une chute de tension double (le courant traverse 2 diodes)

b) Diode Varicap

• Symbole : double trait sur la cathode (représentant le condensateur)
• Montée en sens inverse (non passant)
• Remplace un condensateur variable
• Capacité commandée par la tension inverse
• Plus la tension est élevée → capacité plus faible

c) Diode Zener

• Symbole reconnaissable à sa forme en Z
• Montée en sens inverse
• Utilisée comme stabilisateur de tension
• Devient passante quand la tension dépasse sa tension d’avalanche

d) LED (Diodes Électroluminescentes)

• Une résistance limite l’intensité à environ 20 mA

e) Autres diodes

• Diode PIN : couche isolante entre P et N, utilisée comme commutateur HF
• Diode Schottky : commutation rapide, faible tension de seuil (0,25 V), utilisée dans les mélangeurs en anneau
• Diode Gunn : oscillateurs hyperfréquence (> 10 GHz)

5.4) Alimentation

Dans une alimentation avec pont de diodes :

• Chute de tension d’environ 1,4 V (2 × 0,7 V)
• Le condensateur de filtrage maintient la tension à sa valeur de crête

Étages de sortie :

• Stabilisateur : monté en parallèle (ex: diode Zener)
• Régulateur : monté en série avec la charge